Reakčná turbína je druh hydraulického stroja, ktorý premieňa hydraulickú energiu na mechanickú energiu pomocou tlaku prúdu vody.
(1) Štruktúra.Medzi hlavné konštrukčné komponenty reakčnej turbíny patrí obežný hriadeľ, komora horného okruhu, vodiaci mechanizmus vody a sacia trubica.
1) Bežec.Runner je komponent hydraulickej turbíny, ktorý premieňa energiu prúdu vody na rotačnú mechanickú energiu.V závislosti od rôznych smerov premeny vodnej energie sa tiež líšia obežné konštrukcie rôznych reakčných turbín.Koleso Francisovej turbíny sa skladá z prúdnicových skrútených lopatiek, koruny kolesa a spodného prstenca;Obežné koleso turbíny s axiálnym prietokom sa skladá z lopatiek, telesa obežného kolesa, výtlačného kužeľa a ďalších hlavných komponentov: konštrukcia obežného kolesa turbíny so šikmým prietokom je zložitá.Uhol umiestnenia čepele sa môže meniť v závislosti od pracovných podmienok a môže zodpovedať otvoru vodiacej lopatky.Stred otáčania lopatky zviera s osou turbíny šikmý uhol (45° ~ 60°).
2) Komora hlavy.Jeho funkciou je rovnomerné prúdenie vody do mechanizmu vedenia vody, zníženie energetických strát a zlepšenie účinnosti hydraulickej turbíny.Kovová špirálová skriňa s kruhovým prierezom sa často používa pre veľké a stredne veľké hydraulické turbíny s vodnou výškou nad 50 m a betónová špirálová skriňa s lichobežníkovým prierezom sa často používa pre turbíny s vodnou výškou pod 50 m.
3) Mechanizmus vedenia vody.Vo všeobecnosti sa skladá z určitého počtu prúdnicových vodiacich lopatiek a ich rotačných mechanizmov rovnomerne usporiadaných na obvode bežca.Jeho funkciou je rovnomerné vedenie toku vody do obežného kolesa a zmena prietoku hydraulickej turbíny nastavením otvoru vodiacej lopatky tak, aby boli splnené požiadavky na zaťaženie generátorovej jednotky.Pri úplnom zatvorení hrá tiež úlohu vodotesnosti.
4) Nasávacia trubica.Časť zostávajúcej energie vo vodnom toku na výstupe žľabu nebola využitá.Funkciou nasávacej rúry je rekuperovať túto energiu a vypúšťať vodu po prúde.Nasávacia trubica môže byť rozdelená na rovný kužeľový tvar a zakrivený tvar.Prvý má veľký energetický koeficient a je všeobecne vhodný pre malé horizontálne a rúrkové turbíny;Hoci hydraulický výkon druhého nie je taký dobrý ako u priameho kužeľa, hĺbka výkopu je malá a široko sa používa vo veľkých a stredne veľkých reakčných turbínach.
,
(2) Klasifikácia.Reakčná turbína sa delí na Francisovu turbínu, diagonálnu turbínu, axiálnu turbínu a rúrkovú turbínu podľa smeru prúdenia vody prechádzajúcej cez plochu hriadeľa obežného kolesa.
1) Francisova turbína.Francisova (radiálne axiálne prúdenie alebo Francis) turbína je druh reakčnej turbíny, v ktorej voda prúdi radiálne okolo obežného kolesa a prúdi axiálne.Tento druh turbíny má široký rozsah použiteľnej hlavy (30 ~ 700 m), jednoduchú konštrukciu, malý objem a nízke náklady.Najväčšou Francisovou turbínou, ktorá bola uvedená do prevádzky v Číne, je turbína vodnej elektrárne Ertan s menovitým výkonom 582 mw a maximálnym výstupným výkonom 621 MW.
2) Turbína s axiálnym prietokom.Axiálna prietoková turbína je druh reakčnej turbíny, v ktorej voda prúdi do obežného kolesa a z neho axiálne.Tento druh turbíny sa delí na typ s pevnou vrtuľou (typ skrutkovej vrtule) a typ s rotačnou vrtuľou (typ Kaplan).Čepele prvého sú pevné a čepele druhého sa môžu otáčať.Výtlačná kapacita axiálne prietokovej turbíny je väčšia ako u Francisovej turbíny.Pretože poloha lopatiek rotorovej turbíny sa môže meniť so zmenou zaťaženia, má vysokú účinnosť vo veľkom rozsahu zmeny zaťaženia.Odolnosť proti kavitácii a mechanická pevnosť turbíny s axiálnym prietokom sú horšie ako u Francisovej turbíny a štruktúra je tiež zložitejšia.V súčasnosti je použiteľný spád tohto druhu turbíny viac ako 80 m.
3) Rúrková turbína.Vodný tok tohto druhu turbíny prúdi axiálne z axiálneho toku do obežného kolesa a nedochádza k žiadnemu otáčaniu pred a za obežným kolesom.Rozsah využitia hlavy je 3 ~ 20.. Má výhody malej výšky trupu, dobrých podmienok prietoku vody, vysokej účinnosti, nízkeho stavebného množstva, nízkych nákladov, žiadnej špirály a zakrivenej sacej trubice a čím nižšia je výška vody, tým jasnejšie jeho výhody.
Podľa spôsobu zapojenia a prenosu generátora sa rúrková turbína delí na plný rúrkový typ a polorúrkový typ.Polorúrkový typ sa ďalej delí na typ žiarovky, typ hriadeľa a typ predĺženia hriadeľa, medzi ktorými je typ predĺženia hriadeľa rozdelený na šikmý hriadeľ a horizontálny hriadeľ.V súčasnosti sú najpoužívanejšie žiarovkové rúrkové typy, typ predĺženia hriadeľa a typ hriadeľa, ktoré sa väčšinou používajú pre malé jednotky.V posledných rokoch sa typ hriadeľa používa aj pre veľké a stredne veľké jednotky.
Generátor axiálnej predlžovacej rúrkovej jednotky je inštalovaný mimo vodného kanála a generátor je spojený s vodnou turbínou dlhým šikmým hriadeľom alebo horizontálnym hriadeľom.Štruktúra tohto typu predĺženia hriadeľa je jednoduchšia ako u typu žiarovky.
4) Diagonálna prietoková turbína.Štruktúra a veľkosť diagonálnej prietokovej (tiež známej ako diagonálnej) turbíny sú medzi Francisovým a axiálnym prietokom.Hlavný rozdiel je v tom, že stredová línia lopatky je v určitom uhle so stredovou líniou turbíny.Kvôli konštrukčným charakteristikám sa jednotka počas prevádzky nesmie potopiť, takže zariadenie na ochranu signálu axiálneho posunu je inštalované v druhej konštrukcii, aby sa zabránilo kolízii medzi lopatkou a komorou bežca.Rozsah využitia spádovej turbíny s diagonálnym prietokom je 25 ~ 200 m.
V súčasnosti je najväčší menovitý výstupný výkon jedného bloku naklonenej pádovej turbíny na svete 215 MW (bývalý Sovietsky zväz) a najvyšší spád je 136 m (Japonsko).
Čas odoslania: 01.09.2021
